Следует отметить, что впервые фрезы появились в XVI в. Они имели сферическую форму с нанесенными на ней зубьями и по внешнему виду напоминали землянику, откуда и произошло само название инструмента, так как слово fraise означает земляника.
В настоящее время фрезы применяется широко и для самых различных видов обработки. Ими производится черновая и чистовая обработка плоскостей, прорезка пазов и шпоночных канавок, разрезание металла и неметаллических материалов, фрезерование зубьев зубчатых, шлицевых и других тому подобных соединений, обработка всевозможных как внутренних, так и наружных поверхностей с прямыми и криволинейными образующими, а также тел вращения.
Рассмотрим конструкции фрез в зависимости от формы и конструкции зуба, рационального использования инструментальных материалов и метода крепления инструмента на станке, а также в зависимости от формы рабочей поверхности, на которой нанесены зубья инструмента.
Форма зубьев фрез, исходя из технико-экономической целесообразности, должна удовлетворять следующим требованиям
а) создавать условия свободного размещения и удаления стружки из межзубой стружечной канавки за счет оптимальной ее формы, размеров и направления;
б) обеспечивать достаточную прочность зуба и в целях лучших условий теплоотвода — массивность;
в) во избежание концентрации термических напряжений и появления трещин при термообработке впадина должна быть без острых углов и резких переходов;
г) обеспечивать наибольшую долговечность зуба фрезы при оптимально допустимом количестве переточек.
Применяемые фрезы по форме зуба можно подразделить на две нижеуказанные группы
1. Фрезы с остроконечными или острозаточенными зубьями с задней поверхностью в нормальном сечении, очерченной прямой линией, и спинкой зуба, оформленной прямой, ломаной или кривой линией. Переточка их производится по задней поверхности.
2. Фрезы с затыловаиными зубьями, задняя поверхность которых очерчена по спирали Архимеда и реже по логарифмической.
В свою очередь необходимо различать три разновидности формы зуба острозаточенных фрез.
Трапецеидальная форма зуба проста по конструкции, но обеспечивает недостаточный объем стружечной канавки и прочность зуба. Она применяется для фрез с мелким зубом, у которых окружной шаг зубьев менее 10 мм и отношение диаметра фрезы к числу ее зубьев менее трех. В этом случае высота зуба составляет 6,5—0,65 окружного шага зубьев фрезы.
Другая форма имеет спинку зуба, очерченную ломаной линией, и применяется для фрез с крупным зубом и шагом более 10 мм. В этом случае высота зуба составляет (0,3—0,45) /окружного шага фрезы. По сравнению с трапецеидальной такая форма зуба обеспечивает больший объем межзубой стружечной канавки и прочность зуба, а также большее количество переточек, но сложнее в изготовлении.
При параболической форме спинка зуба имеет криволинейное очертание. Чаще всего она оформлена не по параболе, а дугой окружности радиуса R, равного 0,3—0,45 диаметра фрезы. Необходимо отметить, что постоянная ширина ленточки при переточках по задней поверхности будет обеспечена, если угол между касательной в точке А к дуге окружности радиуса и продолжением задней поверхности будет равен 10—15°. Применение данной формы для фрез с крупным зубом рационально в том случае, когда к фрезе предъявляются повышенные требования относительно прочности зуба, а также увеличению объема стружечной канавки. Так, например, у концевых фрез с крупным зубом, работающих в относительно тяжелых условиях, рационально придавать спинке зуба указанную форму.
Соединение фрез со станком и рациональное использование инструментального материала. В зависимости от размеров конструктивных элементов фрез, а также требований обеспечения технологичности конструкции и жесткости системы СПИД применяемые фрезы подразделяются на хвостовые и насадные.
Крепление хвостовых фрез осуществляется посредством цилиндрического или конического хвостовиков как непосредственно в шпинделе станка, так и с использованием переходных втулок и патронов. Базовыми поверхностями насадных фрез в основном являются цилиндрическое отверстие и торцовый поясок. В этом случае
Фреза крепится на оправке пли непосредственно на шпинделе станка.
В свою очередь с целью рационального использования инструментального материала, исходя из технико-экономической целесообразности, фрезы могут изготавливаться как в виде цельной конструкции из инструментальных сталей или твердых сплавов, так и сборных конструкций.
Цельными обычно изготавливают фрезы относительно небольших размеров (до 90 мм). В этом случае используются инструментальные стали, пластифицированные твердые сплавы, фрезы с напайными пластинкам; твердого сплава и тому подобные конструкции. В результате удается при сравнительно небольших диаметрах разместить относительно большое число зубьев на рабочей поверхности инструмента. Однако к существенным недостаткам цельной конструкции следует отнести невозможность замены во время эксплуатации фрезы отдельных поломанных зубьев, а также разовое использование ее корпуса.
Сборные конструкции фрез лишены этих недостатков, так как выполняются со вставными ножами из быстрорежущей стали или же оснащены сменными твердосплавными пластинами.
Дисковые фрезы подразделяются на односторонние или прорезные с зубьями на цилиндрической поверхности, применяемые для получения неглубоких пазов; двухсторонние с зубьями на цилиндрической и одной торцовой поверхностях, применяемые в основном для обработки нешироких торцовых поверхностей, и трехсторонние с зубьями на цилиндрической и обоих торцовых поверхностях — для обработки пазов.
Дисковые цельные трехсторонние фрезы с целью возможности восстановления размера по ширине фрезы после переточки могут, как и цилиндрические фрезы, выполняться составными. В этом случае с целью перекрытия зуба одной половины фрезы зубом второй половины в месте стыка предусмотрено специальное замковое соединение.
К этой же группе фрез относятся отрезные фрезы-пилы, применяемые для разрезки заготовок, Следует отметить, что дисковые фрезы в отличие от цилиндрических имеют отношение диаметра фрезы к ее высоте значительно больше единицы.
3. Торцовые фрезы с зубьями на цилиндрической и торцовой поверхностях применяются для обработки плоскостей. В отличие от двухсторонних дисковых фрез крепление их на станке производится консольно. Насадные торцовые фрезы имеют на торце специальную кольцевую выточку под головку крепежного болта.
4. Концевые по расположению зубьев на рабочей поверхности и креплению их на станке аналогичны тор новым фрезам. Однако в связи с тем что они применяются в основном для фрезерования поверхностей, недоступных для обработки цилиндрическими, дисковыми и торцовыми фрезами, отношение высоты фрезы к диаметру у концевых фрез всегда больше единицы.
5. Угловые фрезы предназначены п основном для обработки канавок на режущих инструментах и деталях машин и приборов, а также наклонных поверхностей.
6. Фасонные фрезы применяются для обработки поверхностей различного профиля методом копирования, а поэтому, форма их рабочей поверхности соответствует форме обработанной поверхности.
По материалам : Жигалко Н. И., Кисилев В. В. Проэктрирование и производство режущего инструмента
